写真測量とLiDARの違い：用途別の選び方
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写真測量とLiDARの違いは、形状の求め方にあります。写真測量は、重なり合う多数の写真から表面の形を計算します。同じ屋根の角を3つの位置から見れば、その角が存在できる場所は1か所に決まるからです。LiDARは、スキャナから表面までレーザーパルスが往復する時間を測り、形を直接求めます。どちらの方法でも、点群とDSM（数値表層モデル）が得られます。
写真測量とLiDARの違いを一言で
写真測量は、カメラに見えるものをカラーで捉えます。LiDARは、樹木の下の地面まで捉えますが、色はまったくありません。
| 写真測量 | LiDAR | |
|---|---|---|
| センサー | 通常のカメラ | レーザースキャナ（数万ユーロ） |
| 必要な条件 | 日光、テクスチャ、70〜80%のオーバーラップ | 表面までさえぎるもののない視線。夜間でも使える |
| 樹冠の下の地面 | 見えない | 見える（葉の隙間を通して） |
| 苦手なもの | 水面、ガラス、雪、模様のない平らな面 | ほとんどない |
| 最も向く成果物 | トゥルーカラーのオルソモザイク | 地形モデルと樹高 |
LiDARで地面が見える理由
1回のレーザーパルスは、葉、枝、地面の順に、複数回返ってくることがあります。葉の間を抜けられたパルスの最後の反射が地面の点です。それが十分に集まれば、地面を一度も目にしたことのない森でも、地形モデルが作れます。カメラには2回目の反射がありません。閉じた樹冠の下では、どの写真にも地面が写っていないので、写真測量で得られるのは樹冠の頂部までです。その下は推測になります。
用途別の選び方
- 樹木のない建設現場、採石場、道路。 写真測量です。表面が開けていて明るく、依頼主が求めるのはオルソモザイクで、ドローンの費用もスキャナよりはるかに安く済みます。
- 森林の下の地面、生け垣のネットワーク、夏の川岸。 LiDARです。ほかの方法では地面が見えません。
- 洪水モデルと排水。 地形モデルは常にLiDARのものを使います。水が流れるのは、生け垣の下にある数センチの起伏だからです。
- 樹高、建物の高さ。 入手できるならLiDARです。1つのセンサーで取った表層から地形を引くと、結果に一貫性が出ます。この引き算はDSMとDTMの違いで解説しています。
- モデルによるオブジェクトの抽出。 写真測量です。検出モデルは画像を読み取るためです。TerraLabがQGIS向けに作っているプラグインのAI Segmentationは、マップキャンバスに表示したオルソモザイク上で、屋根、樹木、プールの周りにポリゴンを描きます。その後、高さで小屋と住宅を見分けたい場面では、LiDARが役立ちます。
向けに作っているプラグインのよくある質問
LiDARのほうが精度は高いですか？
開けていてテクスチャがあり、よい基準点がある場所なら、ドローンでは同程度で、差は数センチです。写真測量が照合する手がかりを持たない場所、つまり植生、模様のない面、影では、LiDARが上回ります。
LiDARは夜間や雲の下でも使えますか？
夜間は使えます。自前の光を出すためです。雲を通しては使えません。パルスが散乱します。
無料のLiDARデータはありますか？
ヨーロッパとアメリカの多くの地域で、あります。フランスではIGNがLiDAR HDタイルを公開し、イングランドでは環境庁（Environment Agency）が1mのモデルを公開し、アメリカではUSGSが3DEPを公開しています。いずれもQGISでそのまま開けます。
QGIS AIハブでは、QGISの中でAIにできること、できないことをまとめています。写真測量の成果物とそのつなぎ目については、オルソモザイクとオルソ画像の違いのページで解説しています。
